《Java程序案例教程》課件第4章

第4章數(shù)組與方法4.1一維數(shù)組

4.2二維數(shù)組

4.3多維數(shù)組

4.4方法

4.1一維數(shù)組

一維數(shù)組中可以存放多個(gè)數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)的類型應(yīng)該是完全相同的。

4.1.1一維數(shù)組的聲明與內(nèi)存的分配

要使用Java的數(shù)組，必須經(jīng)過兩個(gè)步驟：

(1)聲明數(shù)組。

(2)給該數(shù)組分配內(nèi)存。

這兩個(gè)步驟的語法格式如下：

數(shù)據(jù)類型數(shù)組名[] //聲明一維數(shù)組

數(shù)組名=new數(shù)據(jù)類型[個(gè)數(shù)]; //給數(shù)組分配內(nèi)存數(shù)組的聲明格式中，“數(shù)據(jù)類型”用于聲明數(shù)組元素的數(shù)據(jù)類型。常見的數(shù)據(jù)類型有整型、浮點(diǎn)型與字符型等。“數(shù)組名”用來統(tǒng)一這組相同數(shù)據(jù)類型的元素的名稱，其命名規(guī)則和變量的相同，建議讀者使用有意義的名稱為數(shù)組命名。聲明數(shù)組后，接下來便是配置數(shù)組所需的內(nèi)存，其中“個(gè)數(shù)”是告訴編譯器所聲明的數(shù)組要存放多少個(gè)元素，而“new”則是命令編譯器根據(jù)括號(hào)里的個(gè)數(shù)在內(nèi)存中開辟一塊內(nèi)存供該數(shù)組使用。下面是聲明一維數(shù)組并給該數(shù)組分配內(nèi)存的范例：

intscore[]; //聲明整型數(shù)組score

score=newint[3]; //為整型數(shù)組score分配內(nèi)存空間，其元素個(gè)數(shù)為3上面范例第一行中，當(dāng)聲明一個(gè)整型數(shù)組score時(shí)，score可視為數(shù)組類型的變量，此時(shí)這個(gè)變量并沒有包含任何內(nèi)容，編譯器僅分配一塊內(nèi)存給它，用來保存指向數(shù)組實(shí)體的地址，如圖4-1所示。圖4-1聲明整型數(shù)組聲明之后進(jìn)行內(nèi)存分配操作，也就是執(zhí)行上例中的第二行語句。這一行會(huì)開辟3個(gè)可供保存整數(shù)的內(nèi)存空間，并把此內(nèi)存空間的參考地址賦給score變量。其內(nèi)存分配的流程如圖4-2所示。圖4-2內(nèi)存分配的流程圖4-2中的內(nèi)存參考地址0X1000是假賦值，此值會(huì)因環(huán)境的不同而異。如第3章所述，數(shù)組屬于非基本數(shù)據(jù)類型，因此數(shù)組變量score所保存的并非數(shù)組的實(shí)體，而是數(shù)組實(shí)體的參考地址。除了用上例中的兩行程序來聲明并分配內(nèi)存給數(shù)組之外，也可以用較為簡潔的方式把兩行縮成一行來編寫，其格式如下：

數(shù)據(jù)類型數(shù)組名[]=new數(shù)據(jù)類型[個(gè)數(shù)]

上述格式會(huì)在聲明的同時(shí)分配一塊內(nèi)存空間，供該數(shù)組使用。下例聲明整型數(shù)組score并開辟可以保存11個(gè)整數(shù)的內(nèi)存給score變量。

intscore[]=newint[11]; //聲明一個(gè)元素個(gè)數(shù)為10的整型數(shù)組score，同時(shí)開辟一塊內(nèi)存空間供其使用

在Java中，由于整數(shù)數(shù)據(jù)類型所占用的空間為4字節(jié)，而整型數(shù)組score可保存的元素有11個(gè)，所以上例中占用的內(nèi)存共有4?×?11?=?44字節(jié)。圖4-3將數(shù)組score用圖形來表示，讀者可以較為容易地理解數(shù)組的保存方式。圖4-3數(shù)組的保存方式4.1.2數(shù)組中元素的表示方法

要使用數(shù)組中的元素，可以利用索引來完成。Java的數(shù)組索引編號(hào)由0開始。例如數(shù)組score，score[0]?代表第1個(gè)元素，score[1]?代表第2個(gè)元素，score[9]?代表數(shù)組中的第10個(gè)元素(也就是最后一個(gè)元素)。圖4-4為score數(shù)組中元素的表示法及數(shù)組中元素的排列。圖4-4數(shù)組元素的表示及排列下面程序聲明了一個(gè)一維數(shù)組，其長度為3，利用for循環(huán)輸出數(shù)組的內(nèi)容后，再輸出數(shù)組的元素個(gè)數(shù)。

【例4-1】TestJava4_1.java。程序說明：

(1)第7行聲明整型數(shù)組a。

(2)第8行開辟了一塊內(nèi)存空間，以供整型數(shù)組a使用，其元素個(gè)數(shù)為3。

(3)第9～10行利用for循環(huán)輸出數(shù)組的內(nèi)容。由于程序中并未給數(shù)組元素賦值，因此輸出的結(jié)果都是0。

(4)第11行輸出數(shù)組的長度。此例中數(shù)組的長度是3，即代表數(shù)組元素的個(gè)數(shù)有3個(gè)。

要特別注意的是，在Java中取得數(shù)組的長度(也就是數(shù)組元素的個(gè)數(shù))可以利用“.length”完成，如下面的格式：

數(shù)組名.length

也就是說，若是要取得TestJava4_1中所聲明的數(shù)組a的元素個(gè)數(shù)，只要在數(shù)組a的名稱后面加上“.length”即可，如下面的程序片段：

a.length; //取得數(shù)組的長度

4.1.3數(shù)組初值的賦值

如果要直接在聲明時(shí)就給數(shù)組賦初值，則可以利用大括號(hào)完成，只要在數(shù)組的聲明格式后面再加上初值的賦值即可，如下面的格式：

數(shù)據(jù)類型數(shù)組名[]={初值0，初值1，…，初值n}

在大括號(hào)內(nèi)的初值會(huì)依序指定給數(shù)組的第1，…，n+1個(gè)元素。此外，在聲明時(shí)，并不需要將數(shù)組元素的個(gè)數(shù)列出，編譯器會(huì)根據(jù)所給出的初值個(gè)數(shù)來判斷數(shù)組的長度。4.1.4與數(shù)組操作有關(guān)的API方法

在Java語言中提供了許多與數(shù)組操作有關(guān)的API方法，供開發(fā)人員使用。下面介紹兩種常用的數(shù)組操作方法：一個(gè)是數(shù)組的拷貝操作，另一個(gè)是數(shù)組的排序操作。其他操作請(qǐng)讀者自行查閱JDK幫助文檔。

【例4-3】TestJava4_3.java。案例1找出數(shù)組元素中的最大值與最小值

【案例描述】

編寫程序求得數(shù)組中的最大值和最小值。

【技術(shù)要點(diǎn)】

數(shù)組的索引就好像飯店房間的編號(hào)一樣，想要找到某個(gè)房間，就得先找到房間編號(hào)。

【代碼與注釋】

【例4-5】TestJava4_5.java?！境绦蛘f明】

(1)第6行聲明整數(shù)變量i作為循環(huán)控制變量及數(shù)組的索引。另外還聲明了存放最小值的變量min與最大值的變量max。

(2)第7行聲明整型數(shù)組A，其數(shù)組元素有5個(gè)，其值分別為74、48、30、17、62。

(3)第8行將min與max的初值設(shè)為數(shù)組的第一個(gè)元素。

(4)第10～17行逐一輸出數(shù)組中的內(nèi)容，并判斷數(shù)組中的最大值與最小值。

(5)第18～19行輸出比較后的最大值與最小值。將變量min與max的初值設(shè)成數(shù)組的第一個(gè)元素后，再逐一與數(shù)組中的各元素相比。若該元素比min小，則將該元素的值指定給min存放，使min的內(nèi)容保持最小；同樣地，若該元素比max大，則將該元素的值指定給max存放，使max的內(nèi)容保持最大。for循環(huán)執(zhí)行完，也就表示數(shù)組中所有的元素都已經(jīng)比較完畢，此時(shí)變量min與max的內(nèi)容就是最小值與最大值。

4.2二維數(shù)組

4.2.1二維數(shù)組的聲明與分配內(nèi)存

二維數(shù)組的聲明方式和一維數(shù)組類似，內(nèi)存分配也是用new這個(gè)關(guān)鍵字。其聲明與分配內(nèi)存的格式如下：

數(shù)據(jù)類型數(shù)組名[][]

數(shù)組名=new數(shù)組類型[行的個(gè)數(shù)][列的個(gè)數(shù)]

與一維數(shù)組不同的是，二維數(shù)組在分配內(nèi)存時(shí)必須告訴編譯器二維數(shù)組行與列的個(gè)數(shù)。因此在上述格式中，“行的個(gè)數(shù)”是告訴編譯器所聲明的數(shù)組有多少行，“列的個(gè)數(shù)”則是說明該數(shù)組有多少列。同樣地，可以用較為簡潔的方式來聲明數(shù)組，其格式如下：

數(shù)據(jù)類型數(shù)組名[][]=new數(shù)據(jù)類型[行的個(gè)數(shù)][列的個(gè)數(shù)]；

若采用上述寫法，則在聲明的同時(shí)就開辟了一塊內(nèi)存空間，以供該數(shù)組使用。

上面的語句中，整型數(shù)據(jù)score可保存的元素有4×3=12個(gè)，而在Java中，int數(shù)據(jù)類型所占用的空間為4個(gè)字節(jié)，因此該整型數(shù)組占用的內(nèi)存共為4?×?12=48個(gè)字節(jié)。

2．取得二維數(shù)組的行數(shù)與特定行的元素個(gè)數(shù)

在二維數(shù)組中，若要取得整個(gè)數(shù)組的行數(shù)，或者某行元素的個(gè)數(shù)，可利用“.length”來獲取，其語法格式如下：

數(shù)組名.length //取得數(shù)組的行數(shù)

數(shù)組名[行的索引].length //取得特定行元素的個(gè)數(shù)

也就是說，如要取得二維數(shù)組的行數(shù)，只要用數(shù)組名加上“.length”即可；如要取得數(shù)組中特定行的元素個(gè)數(shù)，則必須在數(shù)組名后面加上該行的索引值，再加上“.length”。4.2.2二維數(shù)組元素的引用及訪問

二維數(shù)組元素的輸入、輸出方式與一維數(shù)組相同。

【例4-6】TestJava4_6.java。程序說明：

(1)第6行聲明整數(shù)變量i、j作為外層與內(nèi)層循環(huán)控制變量及數(shù)組的索引，i控制行的元素，j控制列的元素，而sum則用來存放所有數(shù)組元素值的和，也就是總成績。

(2)第7行聲明一整型數(shù)組num，并為數(shù)組元素賦初值，該整型數(shù)組共有8個(gè)元素。

(3)第9～18行輸出數(shù)組里各元素的內(nèi)容，并進(jìn)行成績匯總。

(4)第20行輸出sum的結(jié)果，即總銷售量。 4.3多維數(shù)組

要提高數(shù)組的維數(shù)，只要在聲明數(shù)組時(shí)再加一組索引與中括號(hào)即可，所以三維數(shù)組的聲明為intA[][][]，而四維數(shù)組為intA[][][][]，以此類推。

使用多維數(shù)組時(shí)，輸入、輸出方式和一、二維數(shù)組相同，但是每多一維，嵌套循環(huán)的層數(shù)就必須多一層，所以維數(shù)越高的數(shù)組其復(fù)雜度也就越高。下面以三維數(shù)組為例，在聲明數(shù)組時(shí)即賦初值，再將其元素值輸出并計(jì)算總和。

【例4-7】TestJava4_7.java。 4.4方法

方法可以簡化程序結(jié)構(gòu)，也可以節(jié)省編寫相同程序代碼的時(shí)間，達(dá)到程序模塊化的目的。在每一個(gè)類中出現(xiàn)的main()即是一個(gè)方法。使用方法來編寫程序代碼有相當(dāng)多的好處，可簡化程序代碼，精簡重復(fù)的程序流程，并能把具有特定功能的程序代碼獨(dú)立出來，使程序的維護(hù)成本降低。

方法可用如下的語法來定義：4.4.1方法操作的簡單范例

下面的程序在顯示器上先輸出19個(gè)星號(hào)“*”，換行之后再輸出“ILikeJava！”這一字符串，最后輸出19個(gè)星號(hào)。該程序是一個(gè)簡單的方法操作范例。

【例4-8】TestJava4_8.java。從本程序中可以很清楚地看出，當(dāng)調(diào)用方法時(shí)，程序會(huì)跳到被調(diào)用的方法中去運(yùn)行，結(jié)束后則返回原調(diào)用處繼續(xù)運(yùn)行。在TestJava4_8中，調(diào)用與運(yùn)行star()方法的流程如圖4-5所示。圖4-5調(diào)用與運(yùn)行star()方法的流程4.4.2方法的參數(shù)與返回值

如果方法有返回值，則在聲明方法之前就必須指定返回值的數(shù)據(jù)類型；如果有參數(shù)要傳遞到方法內(nèi)，則在方法的括號(hào)內(nèi)必須填上該參數(shù)及其類型。TestJava4_9是用來說明方法的使用的另一個(gè)例子，它可以接收一個(gè)整數(shù)參數(shù)n，輸出2×n個(gè)星號(hào)后，返回整數(shù)2×n。

【例4-9】TestJava4_9。在TestJava4_9中，因?yàn)閟tar()傳遞整數(shù)值，所以第10行的聲明要在star()方法之前加上int關(guān)鍵字。此外，因要傳入一個(gè)整數(shù)給star()，所以star()的括號(hào)內(nèi)也要注明參數(shù)的名稱與數(shù)據(jù)類型。如果要傳遞一個(gè)參數(shù)，則只要在方法的括號(hào)內(nèi)填上所要傳入的參數(shù)名稱與類型即可。下例是一個(gè)關(guān)于計(jì)算長方形對(duì)角線長度的例子，其中show_length()方法可接收長方形的寬與高，計(jì)算后返回對(duì)角線的長度。

【例4-10】TestJava4_10.java。輸出結(jié)果：

對(duì)角線長度=29.068883707497267

TestJava4_10的第7行調(diào)用show_length(22,19)，把整數(shù)22和19傳入show_length()方法中。第12行則利用Math類中的sqrt()方法計(jì)算對(duì)角線長度。sqrt(n)的作用是將參數(shù)n開根號(hào)。因sqrt()的返回值是double類型，所以show_length()的返回值也是double類型。

4.4.3方法的重載

方法的重載就是在同一個(gè)類中允許同時(shí)存在一個(gè)以上同名方法，只要它們的參數(shù)個(gè)數(shù)或類型不同即可。在這種情況下，該方法就叫被重載，這個(gè)過程稱為方法的重載。

【例4-11】TestJava4_11.java。4.4.4將數(shù)組傳遞到方法中

1．傳遞一維數(shù)組

要傳遞一維數(shù)組到方法中，只要指明傳入的參數(shù)是一個(gè)數(shù)組即可。下例傳遞一維數(shù)組到largest()方法，當(dāng)largest()接收到此數(shù)組時(shí)，便會(huì)把數(shù)組的最大值輸出。

【例4-12】TestJava4_12.java。輸出結(jié)果：

最大的數(shù)=22

上述程序中，第9～16行聲明largest()方法，并將一維數(shù)組作為該方法的